矿物|月球嫦娥石发现记:抓住十四万分之一的机会


9月9日 , 在北京阜成路甲8号(国家航天局和国家原子能机构所在地) , 这里向外界宣布中国科学家首次在月球发现新矿物 , 命名为嫦娥石 。
还有一天 , 就是中秋佳节了 , 消息发布后引发关注 , 不少网友称之为来自月球的中秋礼物 。
这也是国际上发现的第6个月球新矿物 。
它的发现改变了我国月球矿物探索历史 , 使我国成为世界上第3个发现月球新矿物的国家 。
今天 , 58岁的中核集团核工业北京地质研究院(以下简称地研院)月球研究团队牵头人李子颖 , 站在发布会上难掩激动之情 , 就是他带领团队经过了1年多的努力 , 发现了这种月球新矿物 。
矿物|月球嫦娥石发现记:抓住十四万分之一的机会
文章插图

月球样品庐山真面目 。 国家航天局、国家原子能机构、中核集团核地研院供图
打开 , 1粒大米的世界
夜色已经很浓 。
坐在桌前 , 盯着显微镜 , 用一根纤细的纳米取样针 , 反复去试图剥取一颗0.000001毫克不到的颗粒……这个动作已经持续了不止两个小时 , 此刻 , 地研院研究员李婷身体僵直、眼睛酸胀 。 但她不想放弃 , 这个在显微镜下都可能倏忽不见的小东西 , 实在太珍贵了 。
被她称作小东西的就是嫦娥五号月壤样品 。
2020年12月17日 , 嫦娥五号携带1731克月球样品返回地球 。 对月球样品的申请 , 竞争异常激烈 , 一共有23家高校和科研院所的85份申请通过初审 , 经现场答辩 , 最终仅13家单位31份申请通过评审 , 通过率仅为36.5% 。
2021年7月12日 , 第一批50毫克的月壤抵达地研院 。
黄志新至今记得这个日子 , 这位地研院第一批月球样品负责人告诉采访人员 , 这50毫克中 , 我们签订的协议规定只能损耗20毫克 。
20毫克是什么概念?
大概就是1颗大点的米粒吧 。 就连已经坐惯了实验室显微镜下工作的李婷都坦言:月壤是极其珍贵的 , 即使这么微小的颗粒 , 也不能白白损耗掉 。
矿物|月球嫦娥石发现记:抓住十四万分之一的机会
文章插图

月球样本显微镜照片 。 国家航天局、国家原子能机构、中核集团核地研院供图
分样过程是月壤研究中最刺激、最紧张的环节 , 毫不夸张地说是用激动的心强稳颤抖的手 。
分样在超净室中进行 , 两人一起进入操作 , 需要穿着专用的实验服和手套 , 全程由摄像头监控 。 在开启样品之前 , 团队制定了实验计划 , 包括取样步骤、取出的样品量、分为多少份、每份各自多少量、针对不同实验如何分装、如何转移等等 。
在此次月壤研究中 , 李婷负责需要将成千上万的微小颗粒按实验设计挑选分类 。 分取使用的天平是百万级天平 , 可以精确到0.001毫克 。 最困难的是要称取数份0.1毫克样品——一颗绿豆大约80毫克 , 相当于他们需要取1/800颗绿豆 , 手稍稍抖一下就超量了 。 李婷说 。
她告诉采访人员 , 如此少的样品必须尽量一次性称准 。 每次称量都先是目估 , 死死盯着取样勺里几乎看不见的小黑点 , 再三权衡 , 估摸着不能超量才敢倒入样品槽中 。 每个空样品槽称三遍 , 放入样品后再称三遍 , 以确保称量准确 。
通常我们挑选地球样品时 , 可以将凡士林等有一定黏性的物质涂抹在针上帮助‘蘸取’样品 , 再稳妥地转移到其他地方 。 而月壤的挑选不允许引入外来‘污染’ , 只能靠针尖和颗粒之间摩擦产生的一点静电吸附住样品 , 经常针尖推着样品在玻璃片上来回跑 , 就是取不起来 , 每每这个时候都既绝望又崩溃 。 李婷说 。